近年來，隨著我國經濟的發展和城鎮化的不斷推進，城市污水廠的建設規模不斷擴大，污水處理程度逐步提高，好氧污水處理技術由于啟動時間短，普遍適用于中低濃度的有機廢水而廣泛應用，好氧污水處理技術帶來最大的特征便是剩余污泥的產量也逐漸增加。對污泥處置方式，傳統的方法為污泥填埋、污泥農用和污泥焚燒。污泥填埋后會造成一定的環境問題。為了滿足固體廢物處理的“無害化”、“減量化”、“資源化”的三化原則，構建環境友好型社會，污泥資源化是污泥處置的最終出路。污泥資源化利用研究的熱點便是污泥無害化建材技術，既可解決污泥對環境造成的不利影響，也可解決污泥的占地問題，又可變廢為寶，更符合生態性的可持續發展戰略。
No.1污泥無害化建材—污泥磚
1.污泥制(zhi)磚工藝(yi)介紹(shao)
污(wu)(wu)泥制(zhi)磚(zhuan)(zhuan)是(shi)指將污(wu)(wu)泥經過(guo)一定處理篩選后，與其他原料或(huo)是(shi)外加(jia)劑(ji)混(hun)合，加(jia)壓成型，焙燒(shao)(shao)后制(zhi)得污(wu)(wu)泥磚(zhuan)(zhuan)。污(wu)(wu)泥制(zhi)磚(zhuan)(zhuan)有(you)兩(liang)種方(fang)法(fa)，一種是(shi)干化(hua)的污(wu)(wu)泥直接用來(lai)制(zhi)磚(zhuan)(zhuan)，另一種方(fang)法(fa)是(shi)利用污(wu)(wu)泥焚燒(shao)(shao)灰制(zhi)磚(zhuan)(zhuan)。各種制(zhi)磚(zhuan)(zhuan)生產工(gong)藝基本(ben)相同(tong)，原料配(pei)制(zhi)一制(zhi)坯(pi)一干燥(zao)一焙燒(shao)(shao)一成品。
干(gan)化污(wu)泥直接制磚是將(jiang)污(wu)泥用人(ren)工(gong)烘干(gan)的(de)方法來(lai)(lai)晾(liang)干(gan)或者是室外自然晾(liang)干(gan)，干(gan)化后進行一些磨細處(chu)理，再(zai)和其他原料混合起(qi)來(lai)(lai)，之后加壓成(cheng)型，再(zai)經焙燒后制成(cheng)污(wu)泥磚。工(gong)藝要點要控制污(wu)泥摻量約(yue)為10%-20%，當污(wu)泥摻量高于30%時(shi)，此種污(wu)泥磚抗壓強度(du)己不(bu)能達到磚的(de)性能標準(zhun)。因(yin)為污(wu)泥中(zhong)的(de)有機質會大(da)大(da)降低磚的(de)力學性能。
第二(er)種方(fang)法為(wei)焚(fen)燒污(wu)(wu)泥(ni)(ni)灰制磚(zhuan)(zhuan)。在歐洲，最常(chang)用(yong)的污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理方(fang)法是污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒法，由此產生了(le)許多的污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒灰，因(yin)此污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒灰的資源化被充分的利用(yong)，研究的途徑也更為(wei)廣泛，制磚(zhuan)(zhuan)粘土的化學(xue)成分與(yu)焚(fen)燒后的污(wu)(wu)泥(ni)(ni)灰的化學(xue)成分很相近。
污泥灰通常以黏土作(zuo)為(wei)外加劑，其中污泥灰的(de)摻量最高可以達(da)到(dao)50%，磚的(de)綜(zong)合(he)性能(neng)好，該工藝流(liu)程的(de)要點是在(zai)焚燒過程中需要強壓(ya)(ya)力，當采用100%的(de)污泥焚燒灰制磚，成型壓(ya)(ya)力要達(da)到(dao)90MPa以上。
2.污(wu)泥制磚(zhuan)可行性分析(xi)評價
城市污(wu)泥中所(suo)含有(you)(you)的(de)有(you)(you)機(ji)質具有(you)(you)一定的(de)熱(re)值，過程中所(suo)需的(de)熱(re)量(liang)可用(yong)高(gao)溫焙(bei)燒，有(you)(you)效(xiao)的(de)減(jian)少(shao)了(le)能源消耗(hao)(hao)的(de)問題，有(you)(you)利(li)于經(jing)濟(ji)的(de)良性循環，在經(jing)濟(ji)上是可行(xing)的(de)。根據廢棄物(wu)處理“三化(hua)”原(yuan)則(ze)以及產業化(hua)的(de)要求，既沒有(you)(you)毀(hui)田挖土制磚(zhuan)，也節約了(le)占用(yong)耕田資源的(de)問題，實現了(le)循環經(jing)濟(ji)發展模式也符合我(wo)國(guo)可持(chi)續(xu)發展的(de)政策，有(you)(you)效(xiao)的(de)降低資源消耗(hao)(hao)減(jian)少(shao)環境(jing)的(de)污(wu)染，因此環境(jing)評(ping)估上是可行(xing)的(de)。
在(zai)技術上(shang)，利用(yong)(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)和建筑材料的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)料是有(you)范(fan)圍(wei)要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)單一使用(yong)(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)不能滿(man)足國家標準，所(suo)以需(xu)要(yao)(yao)與(yu)添(tian)加劑配合使用(yong)(yong)才(cai)能滿(man)足相關標準要(yao)(yao)求。另外(wai)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)具有(you)化學不穩(wen)定(ding)性(xing)，在(zai)一定(ding)范(fan)圍(wei)內會導(dao)致(zhi)產品(pin)質量波動，因此需(xu)要(yao)(yao)嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)(zhi)工(gong)藝參(can)數，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)前期污(wu)(wu)(wu)泥(ni)預(yu)處理需(xu)要(yao)(yao)一定(ding)成本(ben)，在(zai)預(yu)處理后的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)工(gong)藝流程稍微復雜(za)，因此也帶(dai)來的(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)略高;同時(shi)還要(yao)(yao)注(zhu)意避(bi)(bi)免二次(ci)污(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)產生。國家污(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)標準要(yao)(yao)求用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)，是經(jing)穩(wen)定(ding)化、減(jian)量化和無害化處理的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)，目的(de)(de)(de)(de)(de)是為了規范(fan)利用(yong)(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)，避(bi)(bi)免污(wu)(wu)(wu)泥(ni)進入磚(zhuan)(zhuan)廠處置的(de)(de)(de)(de)(de)無序化，保(bao)證污(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全可靠和對環境影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)最小化。
No.2污泥無害化建(jian)材—污泥陶粒
1.污泥制作陶粒工藝介紹
陶粒(li)是一種(zhong)(zhong)人造輕(qing)質粗集料(liao)(liao)(liao)(liao)，因質輕(qing)、高強(qiang)、保(bao)溫(wen)等特性備(bei)(bei)(bei)受關注，是具有(you)發展潛力的(de)(de)一種(zhong)(zhong)新型建材(cai)。改(gai)性污(wu)(wu)泥可以制成(cheng)陶粒(li)作為建筑材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)使用(yong)(yong)。污(wu)(wu)泥陶粒(li)的(de)(de)制備(bei)(bei)(bei)是用(yong)(yong)粘(zhan)(zhan)土(tu)和爐渣做輔(fu)助料(liao)(liao)(liao)(liao)，污(wu)(wu)泥為主要原料(liao)(liao)(liao)(liao)，經(jing)過焙燒(shao)、成(cheng)球(qiu)形成(cheng)的(de)(de)具有(you)一定(ding)(ding)硬度、吸(xi)附(fu)能(neng)力的(de)(de)濾料(liao)(liao)(liao)(liao)，這種(zhong)(zhong)濾料(liao)(liao)(liao)(liao)可以應用(yong)(yong)于污(wu)(wu)水處理(li)。也有(you)用(yong)(yong)污(wu)(wu)泥、粘(zhan)(zhan)土(tu)以及(ji)一定(ding)(ding)量的(de)(de)燃料(liao)(liao)(liao)(liao)成(cheng)功研制生產了污(wu)(wu)泥陶粒(li)。陶粒(li)是輕(qing)骨料(liao)(liao)(liao)(liao)中的(de)(de)重要成(cheng)員，也是目(mu)前應用(yong)(yong)形式最多的(de)(de)。陶粒(li)燒(shao)制一般采用(yong)(yong)回轉窯焚燒(shao)工藝見，與其匹配的(de)(de)原料(liao)(liao)(liao)(liao)制備(bei)(bei)(bei)、污(wu)(wu)泥脫水、干化、粉(fen)磨、窯外成(cheng)球(qiu)、窯內(nei)成(cheng)球(qiu)、燒(shao)成(cheng)熱工、篩選分級、原料(liao)(liao)(liao)(liao)化驗控(kong)制、成(cheng)品(pin)出廠(chang)檢測并其相適應的(de)(de)燒(shao)成(cheng)技術，設備(bei)(bei)(bei)配套、自動化控(kong)制。
2.污泥制陶粒可行(xing)性評價
上個世(shi)紀(ji)80年代(dai)污泥(ni)制作(zuo)陶粒(li)(li)的(de)技術在(zai)國(guo)外就己經日趨成(cheng)熟。目前國(guo)內也有成(cheng)熟的(de)工藝流程。但該技術工藝在(zai)建設(she)中(zhong)需要建立獨(du)立的(de)焚燒爐，投資(zi)運(yun)行(xing)費用(yong)大，污泥(ni)的(de)有機成(cheng)分(fen)不能完全(quan)分(fen)解利(li)用(yong)，甚至有些(xie)成(cheng)品(pin)后的(de)陶粒(li)(li)燒脹性不足(zu)。可(ke)以(yi)借(jie)鑒國(guo)外的(de)工藝，對(dui)工藝精(jing)細改造，成(cheng)品(pin)后對(dui)陶粒(li)(li)的(de)物理性能和浸出液進行(xing)檢測，達到陶瓷作(zuo)為建筑(zhu)材料的(de)標(biao)準。
成陶作用(yong)過程中有三大類物(wu)(wu)質(zhi)非常必要，一類物(wu)(wu)質(zhi)是有：SiO2， Al2O3及Fe2O3，這些在(zai)污(wu)泥(ni)原料中占很(hen)大比(bi)例，另外是起(qi)助熔作用(yong)的熔劑氧化(hua)物(wu)(wu)有：Na2O，K2O，FeO，MgO，其(qi)三是發氣(qi)物(wu)(wu)，在(zai)物(wu)(wu)料達(da)到(dao)高溫(wen)時(shi)產生氣(qi)體(ti)，如水蒸氣(qi)、二氧化(hua)碳(tan)、氧氣(qi)、一氧化(hua)碳(tan)、氫氣(qi)等，污(wu)泥(ni)鍛(duan)燒(shao)時(shi)會產生氣(qi)體(ti)，配合(he)相應工(gong)藝(yi)(yi)流程并(bing)結合(he)輔助劑會使料球發生燒(shao)脹，達(da)到(dao)陶粒要求，因此技術上是可行(xing)的，但要找到(dao)污(wu)泥(ni)制(zhi)陶的最佳燒(shao)結方案(an)，控制(zhi)好工(gong)藝(yi)(yi)參數(shu)。
No.3污泥無(wu)害化建(jian)材—污泥水泥
1.污(wu)泥(ni)制作水(shui)泥(ni)工(gong)藝介紹(shao)
污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)脫水(shui)后既可(ke)以用作水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)原材(cai)料(liao)(liao)，也可(ke)以起到(dao)提供熱值的(de)作用。日本(ben)利(li)用城(cheng)市污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚燒制(zhi)作了“生(sheng)(sheng)態(tai)(tai)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)”，大大降低了廢物(wu)處(chu)理的(de)負荷，實現了污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)資源化。我國(guo)也在“生(sheng)(sheng)態(tai)(tai)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)”的(de)研發中(zhong)(zhong)做(zuo)了許多研究。利(li)用污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)做(zuo)“生(sheng)(sheng)態(tai)(tai)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)’，基(ji)本(ben)有三(san)(san)種(zhong)工藝流程：一(yi)是直接對(dui)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)進(jin)行脫水(shui)利(li)用;二是對(dui)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)進(jin)行人(ren)工干燥;三(san)(san)是對(dui)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚燒成灰利(li)用。無論哪種(zhong)工藝流程，污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)無機成分必須(xu)符(fu)合生(sheng)(sheng)產水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)要求，確保生(sheng)(sheng)產出符(fu)合國(guo)家標準的(de)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)熟(shu)料(liao)(liao)。目(mu)前利(li)用水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)窯(yao)處(chu)置污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)技(ji)術(shu)(shu)受到(dao)關注和廣泛應用，這種(zhong)技(ji)術(shu)(shu)制(zhi)造的(de)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)與(yu)普通硅酸鹽水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)相比在某些性能(neng)方(fang)而有更(geng)為優越的(de)表(biao)現。
2.污泥(ni)制水泥(ni)可行性評價(jia)
污(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)水(shui)泥(ni)雖然可將有機物徹底分解(jie)、將金(jin)屬離子固化在水(shui)泥(ni)晶格中等(deng)優點，但亦存在制(zhi)(zhi)得水(shui)泥(ni)強度(du)較低的(de)問題。因此要(yao)(yao)控制(zhi)(zhi)污(wu)泥(ni)的(de)含量，以及國家和(he)地區間的(de)實際工(gong)藝情況，這些客觀因素都要(yao)(yao)充分考慮(lv)。無(wu)論是(shi)應用干污(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)作水(shui)泥(ni)或(huo)是(shi)污(wu)泥(ni)焚燒(shao)灰制(zhi)(zhi)作水(shui)泥(ni)，兩者對(dui)水(shui)泥(ni)性狀的(de)影(ying)響并無(wu)差別，干污(wu)泥(ni)制(zhi)(zhi)水(shui)泥(ni)也存在運輸(shu)成本(ben)高(gao)、制(zhi)(zhi)作過(guo)程中產生(sheng)污(wu)染氣體(ti)等(deng)不良影(ying)響，因此也要(yao)(yao)防(fang)治二次污(wu)染問題。
No.4污泥無害(hai)化建(jian)材—其它建(jian)筑材料
污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)建材利(li)用，除了污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)磚、污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)陶粒(li)、污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)水(shui)泥(ni)以外(wai)，還有(you)(you)許多其它資源化(hua)(hua)(hua)途(tu)徑。例如利(li)用污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)玻(bo)璃、污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)制(zhi)造生(sheng)化(hua)(hua)(hua)纖維板(ban)(ban)等其他途(tu)徑。污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚燒后的(de)灰燼(jin)成(cheng)分中(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)(you)一定(ding)量的(de)三氧化(hua)(hua)(hua)二鐵和五(wu)氧化(hua)(hua)(hua)二磷等晶(jing)核物質(zhi)，因此污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚燒適合(he)(he)制(zhi)作(zuo)微晶(jing)玻(bo)璃。污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)為原料(liao)制(zhi)造生(sheng)化(hua)(hua)(hua)纖維板(ban)(ban)，主要工藝原理就是利(li)用活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)的(de)生(sheng)物質(zhi)含(han)(han)量。這(zhe)些生(sheng)物質(zhi)中(zhong)(zhong)所(suo)含(han)(han)有(you)(you)機(ji)物和酶，即(ji)粗蛋(dan)白和球蛋(dan)白網，這(zhe)兩種(zhong)大分子有(you)(you)機(ji)物質(zhi)能溶解于酸(suan)、堿(jian)、鹽的(de)水(shui)溶液中(zhong)(zhong)，利(li)用這(zhe)一特(te)性(xing)(xing)，在(zai)堿(jian)性(xing)(xing)條件對污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)加熱、再經(jing)過干燥、加壓(ya)等工藝便會發生(sheng)蛋(dan)白質(zhi)的(de)變性(xing)(xing)作(zuo)用，利(li)用蛋(dan)白質(zhi)變性(xing)(xing)作(zuo)用制(zhi)作(zuo)稱蛋(dan)白膠，也稱作(zuo)活性(xing)(xing)樹脂，在(zai)經(jing)過漂白、脫(tuo)脂等步驟壓(ya)制(zhi)成(cheng)板(ban)(ban)材。污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)與熱塑(su)性(xing)(xing)的(de)聚(ju)合(he)(he)物混合(he)(he)從而(er)獲得聚(ju)合(he)(he)物復合(he)(he)材料(liao)。
